2 einstellbare Spannungen umschalten

Der chaotische Hauptfaden

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-andi-
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2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von -andi- »

Hallo Leute,

bin schon seid längerem stiller Mitleser dieses Forums - primär zu unterhaltungszwecken...

Jetzt hab ich mich angemeldet - nicht ganz ohne Grund ;-)


Meine Wärmepumpe kann die Umwälzpumpe für die Fußbodenheizung rudimentär in der Leistung steuern. Dazu hat die Pumpe einen Eingang der 3-10V erwartet. 0,1V entspricht 1% Leistung. Nachdem heuer die Garantie abgelaufen ist hat die Steuerplatine auch gemeint sie geht jetzt in Rente - und liefert konstant 2.7V - was für einen reibungslosen Betrieb zu wenig ist. Der Hersteller will einfach zu viel für eine neue Platine haben...

Ich hab mal die Steuerleitung der Pumpe an ein Netzteil geklemmt - siehe da - die tut - mehr Spannung - mehr Leistung. Die Pumpe soll durchlaufen - im Heizbetrieb mit ca. 7V, in den Pausen mit ca. 3V um die Stromrechnung zu schonen. Da ich aber keine Lust habe immer in den Keller zu rennen und das umzuschalten wenn der Verdichter startet muss das von alleine gehen!


Für kleines Geld bekommt man Module die über einen LM2596 eine einstellbare Spannung liefern. Ich könnte 2 davon nehmen und über ein Relais, welches an der Versorgungsleitung für den Verdichter hängt, umschalten.

Allerdings hab ich ein paar Bedenken:

* Die Module können bis zu 3A - viel mehr als ich brauche. Hat wer ne Idee was die im quasi Leerlauf machen?
* kann ich am Ausgang die - Leitung zusammenschließen? und nur + umschalten?
* Welligkeit der Spannung - nicht das ich die Steuerung der Pumpe beleidige.
* irgendwie finde ich die Lösung hässlich

im Prinzip brauch ich nur 2 regelbare Spannungen (3-10VDC) die sich umschalten wenn der Verdichter (230V) rennt.


fällt jemanden eine elegantere Lösung ein?

andi
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Chemnitzsurfer
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Chemnitzsurfer »

für deine Anwendung könnten auch einfach ein 9V Block und ein 4,5V Flachbatterie ( oder eine 2032 Knopfzelle)
oder einfach nur ein Spannungsteiler aus ein paar Widerständen reichen.

Die Analogeingänge, die ich kenne brauchen quasi keinen Strom
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Julez
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Julez »

Die Lösung mit dem Modul ist an sich sehr gut. Allerdings würde ich die Spannungsumschaltung anders lösen: Das Poti genau angucken, und per Relais einen Widerstand (oder zusätzliches Poti) dazuschalten, dann ändert sich entsprechend die Ausgangsspannung des Moduls.
Im Leerlauf macht so ein Modul nix böses. Gegen die Welligkeit nen ordentlichen Kondensator.
sysconsol
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von sysconsol »

Ein Modul (oder beliebige andere Spannungsquelle, z.B. Steckernetzteil) nehmen.
Einen Spannungsteiler (oder meinetwegen zwei) dranhängen.

Mit einem Relais zwischen den Spannungsteilern umschalten oder - wenn nur ein Spannungsteiler - dessen Abgriff umschalten.
Das Relais muss für den geringen Stromfluss des Analogeinganges geeignet sein (Goldkontakte).

Alternative: Elektronisch umschalten.

Was auch geht:

Ein kleines Netzteil mit Spannunsgteiler / Spannunsregler für die Steuerspannung bei ausgeschaltetem Verdichter.
Ein zweites Netzteil mit selbigen Aufbau für die Steuerspannung bei eingeschaltetem Verdichter.
Letzteres Netzteil parallel zum Verdichter anklemmen.

Beide Steuerspannungen der Netzteile mit Dioden entkoppeln.
tryps
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von tryps »

Kannst ja erstmal die Pumpe auf 60-70% durchlaufen lassen such dir halt ein Netzteil im Fundus das passt. 1W 24/7 ->ca. 2,5€ pro Jahr bei 25ct kWh also ist das ja nu nicht so dramatisch.
Hast du Erfahrung mit Elektronik bzw. eine Möglichkeit die Steuerung zu reparieren? Da würde ich erstmal ansetzten, solange die Hütte warm wird sind die paar Euro für Strom doch wurst.

Sonst würde ich einfach zwei passende Universalnetzteile mit einstellbarer Spannung nehmen und dann das "kleine" an den NC und das große an den NO eines Relais hängen, das dann über den Verdichter ansteuern sollte gehen.
Die Netzteile bekommt man für ein paar Euro bei Amazon. Das gleiche geht natürlich auch mit einer Versorgung und Spannungsteiler den man über Mosfets schaltet oder unzählige andere Wege.

Gruß
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Chefbastler
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Chefbastler »

Ich würde als erstes versuchen die Heizungsregler Platine zu reparieren.

Plan B wäre einen neue zu bauen in reiner Hardware oder mit Mikrokontroller. Je nachdem wieviel Intelligenz das Ding nacher haben muss.

Ansonnsten einfache lösung:

Spannungsregler als 10V Referenz bauen alla LM317, 7810, TL431... daran trimmer als einstellbare spannungsteiler und dahinter 4066, 4067, 4053, oder andere Analogmultiplexer zum umschalten. Dahinter dann einen OP(rail to rail bei kleiner Singleversorgung besonders gut geeignet) als Impendanzwadler,

An die Analogmultiplexer kann mann dann eine 2-Punktregelung oder ähnliches hängen. Oder man macht gleich einen Analogregeler.

Wenn µC dann mit DAC dran oder einfach ne PWM DAC direckt mit dem Controller machen.

PS: die Chinamodule alla LM2596 sind Schrott. Ne lame Si-Diode anstatt schnelle Schottkey, Fake IC mit 50KHz antstatt 150KHz und dazu zu kleine Speicherdrossel dimensioniert. Ich hatte da noch keines was das machte was angeblich druaf seine sollte.
Sir_Death
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Sir_Death »

Chefbastler hat geschrieben:Ich würde als erstes versuchen die Heizungsregler Platine zu reparieren.

Plan B wäre einen neue zu bauen in reiner Hardware oder mit Mikrokontroller. Je nachdem wieviel Intelligenz das Ding nacher haben muss.

Ansonnsten einfache lösung:

Spannungsregler als 10V Referenz bauen alla LM317, 7810, TL431... daran trimmer als einstellbare spannungsteiler und dahinter 4066, 4067, 4053, oder andere Analogmultiplexer zum umschalten. Dahinter dann einen OP(rail to rail bei kleiner Singleversorgung besonders gut geeignet) als Impendanzwadler,

An die Analogmultiplexer kann mann dann eine 2-Punktregelung oder ähnliches hängen. Oder man macht gleich einen Analogregeler.

Wenn µC dann mit DAC dran oder einfach ne PWM DAC direckt mit dem Controller machen.

PS: die Chinamodule alla LM2596 sind Schrott. Ne lame Si-Diode anstatt schnelle Schottkey, Fake IC mit 50KHz antstatt 150KHz und dazu zu kleine Speicherdrossel dimensioniert. Ich hatte da noch keines was das machte was angeblich druaf seine sollte.

Hmmm....

Wofür brauchst du den Impedanzwandler? - Ist ja nur ein 0-10V Eingang - normalerweise saugt der fast keinen Strom, und wenn, dann Konstant. - damit lässt sich an einem x-beliebigen Netzteil mit einem Poti an seinem Abgriff die 70% Spannung einstellen. dazu dann vom Schleifer zur Masse für die 30% noch einen Widerstand parallel, der vom Verdichter per Relais unterbrochen wird. - Fertig.

PS.: die Chinamodule alla LM2596 mögen oder mögen nicht der Spezifikation entsprechen - mir ist noch keines um die Ohren geflogen, Ströme bis 2,5A bisher kein Problem mit einem Mini-Aufklebe-Kühlkörper, und mein Nachbar als Amateurfunker hatte direkt neben den Dingern auch kein Problem.
Robby_DG0ROB
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Robby_DG0ROB »

"Früher" hat man einen 78er Regler genommen und dessen Masse mit einer Z-Diode hochgehangen. Diese überbrückt, hat man die Nenn-Spannung des Reglers. Das geht ohne irgendwelche µC oder Relais, die mehr brauchen, als die ganze Steuermimik im Nennbetrieb.
Alternativ einen 317, wo der größer Widerstand aufgesplittet und bei Bedarf ein Teilwiderstand gebrückt wird. Damit lassen sich die benötigten Spannung problemlos erzeugen.

Das ist natürlich nicht zeitgemäß und besonders elegant, aber sowas hat man i.d.R. im Haus und es muss nicht extra etwas angefertigt werden.
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Geistesblitz
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Geistesblitz »

Was für ein Signal bekommst du denn um zu erkennen, dass die Spannung umgeschaltet werden soll?
Könnt mir einen Spannungsteiler aus drei Widerständen vorstellen, von denen der, der an Masse liegt, mittels Transistor kurzgeschlossen werden kann. Die Werte der Widerstände müsste man sich ausrechnen, ist aber nicht besonders kompliziert. Der Abgriff wäre dann zwischen den oberen beiden Widerständen. Gegen Gewackel in der Spannung wär vielleicht auch noch ein Kondensator nicht schlecht. Sowas könnte man schon auf einen Restschnipsel Lochrasterplatine frickeln. Wenn mans einstellbar haben will kann man auch was mit Potis bauen.
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ferdimh
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von ferdimh »

Das ist natürlich nicht zeitgemäß und besonders elegant, aber sowas hat man i.d.R. im Haus und es muss nicht extra etwas angefertigt werden.
Warum ist das nicht zeitgemäß? Mit weniger Bauteilen geht es nicht!
Der 317 ist tatsächlich wahrscheinlich die beste Idee, ein Spannungsregler mit nachgeschaltetem Teiler hätte einen hochohmigen Ausgang.
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Weisskeinen
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Weisskeinen »

Robby_DG0ROB hat geschrieben:"Früher" hat man einen 78er Regler genommen und dessen Masse mit einer Z-Diode hochgehangen. Diese überbrückt, hat man die Nenn-Spannung des Reglers. Das geht ohne irgendwelche µC oder Relais, die mehr brauchen, als die ganze Steuermimik im Nennbetrieb.
Alternativ einen 317, wo der größer Widerstand aufgesplittet und bei Bedarf ein Teilwiderstand gebrückt wird. Damit lassen sich die benötigten Spannung problemlos erzeugen.

Das ist natürlich nicht zeitgemäß und besonders elegant, aber sowas hat man i.d.R. im Haus und es muss nicht extra etwas angefertigt werden.
Endlich mal ein vernünftiger Lösungsvorschlag. Wobei man auch den Bezugspunkt in die Mitte eines Spannungsteilers zwischen Ausgang und Masse hängen kann, also ohne Z-Diode (hat nicht jeder so rum fliegen). Also wie die Beschaltung eines LM317, nur halt mit einem 78xx. Der Vorschlag hat nur leider den Nachteil, dass so ein LM317 oder 78xx Linearregler einen relativ hohen Eigenbedarf hat (ja, ich weiß, ich bin da pingelig). Dafür könnte man aber z.B. einen NCV8675 von ON Semiconductor einsetzen, der hat nur einen sehr geringen Eigenverbrauch, wenn er nur schwach belastet wird.
Bei den DC-DC-Wandlern das Poti durch einen Festwiderstand zu ersetzen ist an sich eine gute Idee. Allerdings mehrere einzubauen und einige davon durch Relais zu überbrücken kann je nach Schaltungsdesign zu massiven Regelproblemen führen. Stattdessen würde ich eher mehrere Wandler mit verschiedenen Spannungen verwenden und zwischen ihnen umschalten. Relais sind am einfachsten, bei Analogschaltern muss man auf die maximal zulässige Spannung achten und darauf, dass man die Bezugspotentiale richtig anschließt, wobei das hier wohl kein Problem sein sollte. Der Einsatz von Relais aber auch nicht. Relais brauchen aber auch selbst relativ viel Strom. Sollte man auch beachten...
-andi-
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von -andi- »

Hallo Leute,

Vielen Dank für die vielen Antworten!

Die Platine zu fixen krieg ich net hin – alle Bauteile schauen soweit gesund aus. Da ist viel SMD Zeug drauf – alles zusammen geht deutlich über meine Elektronik Kentnisse.

Eine Batterie scheidet aus – damit funkt es zwar – aber ich kann die Spannung nicht einstellen und hab wenig Lust nach einem Urlaub oder so in die kalte Bude zu kommen weil laut Murphy genau da die Bat leer geworden ist..

Den Wiederstand des Spannungsreger schalten hab ich auch schon überlegt – dumm an der Lösung ist nur das sich damit beide Spannungen gegenseitig beeinflussen… Selbes gilt auch für Spannungsteiler wo ich einen Wiederstand gegen Masse ziehe.

Was den Stromverbrauch betrifft – es geht nicht um die Gleichspannung die Strom zieht – Leistung nimmt sich die aus dem 230V Netz – und das sin an die 100W bei 9V. Bei 3 an die 10. Volle Leistung braucht die Pumpe bei den kalten Temps im Moment nur ca. 4h am Tag – also kann ich am Tag 20h * 90W sparen – das is schon was ;-)


Am besten gefällt mir die Lösung von sysconsol – 2 unabhängige Spannungen über Dioden entkoppelt – eine immer am Strom, die andere am Strom des Verdichters… So spare ich mir das Relais und alles ist total simpel.


andi
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Chemnitzsurfer
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Chemnitzsurfer »

Wenn deine Pumpe wirklich bis zu 100W frisst, würde ich dringend über einen austausch nachdenken, Moderne Pumpen liegen je nach Fördermenge bei teilweise unter 10W

z.B. die Hocheffizientspumpen von Wilo brauchen (je nach Baugröße) nur zwischen 3-25W
https://wilo.com/de/de/Produkte-Kompete ... _8383.html
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Weisskeinen
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Weisskeinen »

-andi- hat geschrieben:Den Wiederstand des Spannungsreger schalten hab ich auch schon überlegt – dumm an der Lösung ist nur das sich damit beide Spannungen gegenseitig beeinflussen… Selbes gilt auch für Spannungsteiler wo ich einen Wiederstand gegen Masse ziehe.
Ich habe da mal was gemalt...
Elektronik_UmschaltbarerSpannungsregler.jpg
-andi-
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von -andi- »

Chemnitzsurfer hat geschrieben:Wenn deine Pumpe wirklich bis zu 100W frisst, würde ich dringend über einen austausch nachdenkenl
Das is ne Hocheffizienzpumpe - lustigerweise eh von Wilo. Die nimmt sich, zumindest laut Typenschild 8-140W.

Deswegen ja die Steuerung über die Spannung - damit sie, wenn die Heizung net rennt auf geringer Leistung rennt ;-)
(abschalten ist keine Option, da die Heizung über den Rücklauf gesteuert wird - und der sinkt ohne Durchfluss recht schnell und provoziert einen neuen Verdichterstart)

Weisskeinen hat geschrieben: Ich habe da mal was gemalt...
Super! Danke - würde R2 und R3 gegen Potis tauschen könnte ich die Spannung einstellen - aber genau das mein ich - wenn ich eine Spannung ändere ändere ich die andere mit... Wobei - wenn ich die Potis "paralell" schalte und dann quasi umschalte würde es gehn...
Beim Umschalten hätte ich ja eine kurze Unterbrechung - wie reagiert der LM317 da? Oder frisst C2 etwaige spitzen/Schwankungen?
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Weisskeinen
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Weisskeinen »

Widerstände umschalten würde ich nicht. Auch wenn C2 die Spitzen abdämpfen dürfte, schaltet der LM317 mangels Referenz auf Durchzug. Die Auslegung ist so, dass ich bei gegebenem R1 erst mal R2 für die niedrigere Spannung ausgerechnet habe (Online-Rechner, gibt's einige). Danach habe ich den Gesamtwiderstand R2+R3 für die höhere Spannung berechnet und für R3 den vorher ausgerechneten Wert von R2 abgezogen. Jetzt noch in eine E-Reihentabelle schauen, um einen passen Widerstand zu finden, fertig. Mit Potis geht das natürlich auch. Zunächst schaltet man bei geschlossenen Relaiskontakten die niedrige Spannung ein, dann bei offenen die hohe. Richtig ist, dass sich bei Änderung der niedrigen Spannung auch die Lage der hohen Spannung verschiebt, was man dann auch korrigieren muss. Will man nur die hohe Spannung ändern, reicht es, am R3-Ersatzpoti zu drehen.
-andi-
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von -andi- »

Weisskeinen hat geschrieben:Widerstände umschalten würde ich nicht. Auch wenn C2 die Spitzen abdämpfen dürfte, schaltet der LM317 mangels Referenz auf Durchzug
mal ne Dumme Frage - wenn ich einen Kondensator paralell zu den Potis schalte, also in den Fall ADJ zu GND - das sollte doch reichen um dem LM317 für die Dauer des umschaltens eine Referenz zu geben?

Oje - ich merk grad wie dünn mein Elektronik Wissen gewoden ist...

so in etwa, nur das ich eben bei R2 und R3 Potis habe:
s.jpg
das umschalten der Spannung wird dann eben schwammiger.

geht das oder bin ich total daneben?
Sir_Death
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Sir_Death »

Ne das ist quatsch.

da macht der LM317 auf Vout=Vin
und deine Pumpe ist hin...
(reimt sich, ist aber nicht gut)

Warum machst du nicht den oben gezeichneten Vorschlag von Weisskeinen???
Das ist nicht oft, dass man hier eine fertig dimensionierte Schaltung hat, und du magst sie nicht???

*Kopfschüttel*
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ESDKittel
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von ESDKittel »

Es geht wohl darum die beiden Spannungen unabhängig voneinander einstellen zu können.
Sinnvoller ist es wie von Weisskeinen gezeichnet, da das Relais im Umschaltenmoment ansonsten einen ungünstigen Zustand erzeugt.
Man muß halt erst den einen Spannungswert mit dem oberen Widerstand (Poti) einstellen danach die 2. Spannungwert mit dem unteren.
Wenn man den oberen ändert, muß man den unteren halt nachziehen, sollte aber kein Hexenwerk sein.
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ferdimh
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von ferdimh »

Beide Schaltungen haben ein Manko, das mir eben durch die Lappen gegangen ist.
Der LM317 braucht mindestens 5mA Grundlast, sonst tut der nicht!
R1 darf daher nicht größer als 220 Ohm werden. Dafür müssen nur alle Widerstände im gleichen Verhältnis kleiner werden.
Die Lösung mit dem Umschalter zwischen zwei Potis wird beherrschbar, wenn man noch eine Zenerdiode zu 8,2V vom ADJ nach Masse einzieht. Dann kommt die Ausgangsspannung nicht über 8,2V+1,2V=9,4V, auch wenn der Kontakt gerade "rüberfliegt". Alternativ den Kondensator am ADJ-Pin ernsthaft groß machen (100µF+) und hoffen dass das Relais nicht in der Mitte hängen bleibt (halte ich für sehr unwahrscheinlich, dass das passiert).
Till
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Till »

Das dürfte allerdings das Regelverhalten des LM massiv beeinflussen oder nicht?

Könnte man nicht einfach die Eingangsimpedanz der Pumpe mitnutzen und einen entsprechenden Spannungsteiler dimensionieren
dem dann ein Parallelwiderstand hinzugeschaltet werden kann?

Dürfte so ziemlich das einfachste sein und ist mittels ein oder zwei Potis auch flott eingestellt.
Die Spannung kann man sich ja mit Sicherheit irgendwo auf der bestehenden
Platine abgreifen.
Ansonsten halt mittels Spannungsregler aus irgend einer anderen Spannung herzaubern.
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ferdimh
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von ferdimh »

Das dürfte allerdings das Regelverhalten des LM massiv beeinflussen oder nicht?
Die Zener oder der Dicke Kondensator?
Erstere wird wohl eher nicht viel beitragen, der Kondensator beeinflußt das Regelverhalten sehr stark, allerdings zum Besseren. (Bedenke, dass der LM317 keinen Masseanschluss hat, die Gegenkopplung wird zwischen Ausgang und ADJ-Pin abgenommen).
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Weisskeinen
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Weisskeinen »

ferdimh hat geschrieben:Beide Schaltungen haben ein Manko, das mir eben durch die Lappen gegangen ist.
Der LM317 braucht mindestens 5mA Grundlast, sonst tut der nicht!
R1 darf daher nicht größer als 220 Ohm werden.
Gelesen habe ich das schon im Datenblatt (und bei den 78xx steht das gleiche drin). Nur praktisch nachvollziehen konnte ich es bisher nicht. Meine Exemplare haben auch immer bei wesentlich geringerer Grundlast (20MOhm Eingangswiderstand DMM) funktioniert. Vor dem Anschließen ausprobieren sollte man das aber schon...
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Robby_DG0ROB »

ESDKittel hat geschrieben:Es geht wohl darum die beiden Spannungen unabhängig voneinander einstellen zu können.
Sinnvoller ist es wie von Weisskeinen gezeichnet, da das Relais im Umschaltenmoment ansonsten einen ungünstigen Zustand erzeugt.
Warum die Umschalterei mit offenem Zustand? Einfach die beiden Widerstände so einrichten, dass der größere ein Festwiderstand ist und der kleinere durch Parallelschalten des zweiten entsteht. So wird keine Umschaltung "mit "Lücke".
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Weisskeinen
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Weisskeinen »

Die beeinflussen sich aber auch gegenseitig. Nur dass dann eine Parallelschaltung von Widerständen entsteht, bei meinem Vorschlag eine Reihenschaltung.
Robby_DG0ROB
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Robby_DG0ROB »

Ja, hatte ich ja eingangs auch angedacht: Reihenschaltung und bedarfsweise einen der beiden überbrücken. Anders wird es ja in den Steckerschaltnetzteilen auch nicht gemacht. Widerstandsteiler für den TL431 über Schalter veränderbar. Kann man leicht bei einer Zwischenstellung des Schalters prüfen, ob dann 2.5 V rauskommen.
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Chemnitzsurfer
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Re: 2 einstellbare Spannungen umschalten

Beitrag von Chemnitzsurfer »

Hast du schon nal ausprobiert, ob du unter einen Infrarotheizer arbeiten kannst?
Wir haben auf Arbeit so genannte Dunkel/- Schwarzstrahler mit 48KW als Hallenheizung.
Obwohl die sehr hoch hängen, muss ich da einen 10m Bogen um die Fläche unter den Heizer machen, weil ich sonst Kopfschmerzen bekomme, wenn mir die Teile das Gehirn weichkochen.
Gut bei den 2KW? die die Baumarktdinger haben vll. nicht so wahrscheinlich, aber ich würde es erst mal testen.
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